基于无线传感器网络定位技术的声纳浮标节点定位研究

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1、分类号密级ＵＤＣ编号Ｉ＞■硕±学位论文题名和副题名基子无线传盛器网络定位技术的｛声纳浮碌节点定位研究作者巧名尹克强指导教师巧名及职称郭勇教授周荣军高级工程师申请学位级别硕古专业名称电子与通信工程论文提交日期２０１５年５月论文答辩日期２０１５年６月学位授予单位和日期成都理工大学（２０１５年《巧）答轉委贵会主滿，，读巧巧人恥ｄ匈＾畴？广、一導＇２０１５年６月；巧．．？．．．．、Ｓ＇、、皆‘‘Ａ．芭＾分类

2、号学校代码：１０６１６？ＵＤＣ学号？迎Ｊ迎密级成都理工大学硕：ｔ学位论文基于无线传感器巧络定位技术的声纳浮橋节点定位研究尹克强指导教师姓名及职称郭勇教授周荣军高级工程师申请学位级别硕±专业名称电子与通信工程论文提交日期２０１５年５月论文答辩日期２０１５年６月学位授予单位和日期成都理工大学（７＞口１吉年＆月）答辩委员会主席巧、碱作评阁人巧欲辞４＾瞭茲２０１５年６月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所

3、知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，怕不包含为获语成都理工大学或其他教一育机构的学位或征书而使用过的材料。与我同工作的人贵对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：巧／３皆ｆｂ啤＞古年＾月／口曰学位论文版权使用授巧书未挙化论义作者完全了解成都理工大挙有关保留，、使用学位论文的规定有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阐和借阅。本人授权成都理工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关

4、数。据库进行检索，可Ｕｉ？采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：＾学位论文作者导师签名；奇方石Ｓ曰＾刪年１〇ｋ摘耍基于无线传感器网络定位技术的声纳浮标节点定位研究搞要一声纳浮标是种主要用于探测水下目标物体的浮标式声纳水声遥感探测器，传统的声纳浮标定位系统主要由飞机上的浮标投放设备、多频道超短波浮标信号一接收装置、浮标信号处理和显示设备Ｗ及声纳浮标探测器等组成，般用于航空反潜探测和固定声纳浮标定位系统对水下潜艇等目

5、标的监测预警等。传统声纳浮一标定位系统中浮标节点位置般通过ＧＰＳ来获取，节点位置精确度较低，通常－于单个声纳浮标节点为２０３０ｍ，对水中目标定，同时传统声纳浮标定位主要是基一位精度较低，据此提出了由大量声纳浮标节点通过无线通信方式组成个声纳浮—－－标节点无线传感器网络，网络中的节点使用休眠唤醒休眠的工作方式，Ｗ定周期间隔采集数据，利用无线传感器网络定位技术，结合多传感器数据融合技术、信息处理技术Ｗ及嵌入式技术实现对声纳浮标节点精确定位，同时还能够通过各个声纳浮标节点位置信息来实现对水中目标的定位，。由于在实际

6、海洋环境中声一纳浮标节点可能会随着洋流运动位置不断变化，本文选择了种可用于移动节点定位的基于ＲＳＳＩ（接收信号强度）测距算法和极大似然估计测量定位法来对声纳浮标节点进行定位，文中对该算法原理和实现过程进行了详细介绍，并巧真分析结果表明算法在移动节点定位中的有效性和较高的定位精度。在获取声纳浮标节点位置信息后，利用各个声纳浮标节点位置信息和超声波球体相交定位发实现对水中自标的定位。本文为了解决由于海洋洋流的作用导致声纳浮标节点位置不断变化甚至节点之间无法通信的问题，，这里采用声纳浮标节点之间相互锁连方式各

7、个节点通过固定绳索相互连接起来。考虑到声纳浮标监测节点所处海洋工作环境中电磁干扰较多，不容易更换电池，此外随着节点不断移动节点间距离増大可能会导致节一点之间无法相互通信，文中设计了种矩形微带天线２４３０。该天线是基于ＣＣ的２．４ＧＨｚ，具有抗干扰能力强、能量消耗低、通信距离远等特点。最后对天线仿真表明通信距离最大可达８０ｍ＾文上，基本满足实际环境中节点间通信范围的要求。由于文中声纳浮标监测节点使用ＩＳＭ频段２．４ＧＨｚ，送里节点之间通信协议一可选择ＺｉｇＢｅｅ协议，它是种面向低功耗、低速率、短距离的无线通信

8、协议。此外为了保证声纳浮标汇聚节点能够与网络中各个节点正常通信，声纳浮标汇聚２４３０２５９１节点的无线通信部分选择ＣＣ外加射频前端芯片ＣＣ，通信距离可达１０００ｍＷ上。此外汇聚节点使用３Ｇ通信